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Neuartige Schadstoffe, Umweltmonitoring - Überwachung der Gewässerverschmutzung durch Non-Target-Screening im Rheineinzugsgebiet

Das "Non-Target Screening im Rheineinzugsgebiet" ist eine Initiative, deren Ziel es ist, die Non-Target Screening (NTS) Methodik zwischen den Umweltüberwachungsbehörden im Rheineinzugsgebiet zu harmonisieren. Das Ziel dieser Harmonisierung ist es, eine hohe Vergleichbarkeit der NTS-Daten aus verschiedenen Laboren zu erreichen, um neu auftretende Schadstoffe über die Überwachungsstationen entlang des Rheins und seiner Nebenflüsse hinweg zu detektieren und zu verfolgen. Das Projekt wird von der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins koordiniert und umfasst derzeit Institutionen aus fünf europäischen Ländern. Ein Vorgängerprojekt, genannt "Rhein-Projekt NTS", lief von 2021 bis 2024 und wurde von der Europäischen Union über das LIFE-Programm finanziert. Während dieser frühen Phase wurde eine Plattform für die schnelle, automatisierte, zentralisierte Auswertung und Speicherung von NTS-Daten entwickelt. Diese Plattform wird als NTS-Tool bezeichnet und wird von der deutschen Landesbehörde IT Baden-Württemberg gehostet. Das NTS-Tool umfasst derzeit eine harmonisierte Analysemethode auf Basis der Flüssigchromatographie gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS), IT-Infrastruktur (Cloud, Terminalserver), die Software enviMass zur Auswertung von NTS-Daten, Qualitätskontrollmaßnahmen basierend auf isotopenmarkierten Standardverbindungen sowie das Datenaggregierungs- und Visualisierungstool (DAV-Tool). Das DAV-Tool ermöglicht es Laborpersonal, nach neuartigen Schadstoffen in allen beteiligten Überwachungsstationen zu suchen. Das NTS-Tool wird im Rahmen des Internationalen Warn- und Alarmplans Rhein (IWAP Rhein) für Warnzwecke genutzt, da die zentrale Datenauswertung es ermöglicht, Schadstoffe schnell zu identifizieren, sodass geeignete Maßnahmen ergriffen werden können, um die öffentliche Gesundheit und die Umwelt zu schützen. Ein weiteres Ziel des Projekts ist der Wissenstransfer über bekannte und unbekannte neuartige Schadstoffe an Expertengruppen und Trinkwasserversorger im Rheineinzugsgebiet. Die Ergebnisse, die mit dem NTS-Tool gewonnen werden, sollen zur Überwachung der im "Rhein 2040"-Programm formulierten Ziele beitragen, einschließlich des 30%-Reduktionsziels für Mikroverunreinigungen, den Zielen des "Null-Schadstoff-Aktionsplans" der EU sowie den individuellen Strategien der Staaten im Rheineinzugsgebiet. Das Rheinüberwachungsprogramm und das Programm „Rhein 2040“ stützen sich auf die NTS-Methode, um neu auftretende chemische Substanzen zu identifizieren.

Neue relevante Spurenstoffe

<p> <p>Das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen hat im November 2025 und April 2026 die Einschätzung des Spurenstoffzentrums bestätigt: Die Stoffgruppen der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel, ein weiterer Duftstoff sowie zwei Nitrifikationsinhibitoren sind relevante Spurenstoffe.</p> </p><p>Das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen hat im November 2025 und April 2026 die Einschätzung des Spurenstoffzentrums bestätigt: Die Stoffgruppen der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel, ein weiterer Duftstoff sowie zwei Nitrifikationsinhibitoren sind relevante Spurenstoffe.</p><p> <p>Die Gruppe der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-basierten Flammschutzmittel, der synthetische Duftstoff AHTN (Tonalid) sowie die Düngemittelzusatzstoffe Dicyandiamid und 3-Methylpyrazol sind relevante Spurenstoffe – so entschied kürzlich das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen. Damit stimmte das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/gremium-zur-bewertung-der-relevanz-von">Gremium mit der Einschätzung des Spurenstoffzentrums des Bundes</a> überein. Mit der Einstufung bestätigt das Gremium erstmals für Düngemittelzusatzstoffe mit umweltoffener Ausbringung die Besorgnis für Mensch und Umwelt.&nbsp;</p> <p>Die Einstufung als „relevanter Spurenstoff“ weist darauf hin, dass Maßnahmen zur Eintragsminderung in Gewässer ergriffen werden sollten. Die Kurzdossiers aller relevanten Spurenstoffe sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/relevante-spurenstoffe">hier</a> veröffentlicht.&nbsp;</p> Quartäre Ammoniumverbindungen <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/10596/dokumente/2025-11-21_kurzdossier_qav_gremium_final.pdf">Quartäre Ammoniumverbindungen (QAV)</a> sind kationische Verbindungen, die in einer Vielzahl von Produkten und Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen. Als kationische Tenside sind QAV typischerweise oberflächenaktiv und können antibakteriell, aber auch gegen Pilze, Hefen und Algen sowie in geringem Maße antiviral wirken. Aufgrund dieser Eigenschaften kommen QAV als biozide Wirkstoffe, u. a. in Desinfektions- oder Holzschutzmitteln, Konservierungsmitteln oder Detergenzien mit antiviraler oder antibakterieller Wirkung zum Einsatz.</p> <p>Zu den als relevant bewerteten QAV gehören:</p> <ul> <li>Benzalkoniumchloride (BAC), </li> <li>Dialkyldimethylammoniumchloride (DDAC) und </li> <li>Alkyltrimethylammoniumchloride (ATMAC/TMAC)</li> </ul> <p>Die betrachteten QAV sind ökotoxisch, können also Wasserorganismen schädigen. Sie werden in Deutschland flächendeckend in Oberflächengewässern nachgewiesen – überwiegend gebunden an Schwebstoffe. Schwebstoffe sind fein verteilte, im Wasser schwebende Partikel wie organisches Material oder Sedimente, an die sich Schadstoffe anlagern können und die daher eine wichtige Rolle für Transport und Verbleib dieser Stoffe in Gewässern spielen. Die in der Umwelt auftretenden Konzentrationen von QAV sind zum Teil bereits so hoch, dass negative Effekte auf Wasserorganismen nicht ausgeschlossen werden können. Auch in Kläranlagenabläufen sind sie messbar, was auf eine begrenzte Entfernung oder hohe Einträge über das Abwasser hinweist. &nbsp;</p> <p><strong>Deshalb sind QAV relevante Spurenstoffe:&nbsp;</strong></p> <ul> <li>Ökotoxizität</li> <li>Ubiquitäres Vorkommen an Schwebstoffen</li> <li>Teilweise Überschreitung ökotoxikologischer Schwellenwerte in Gewässern</li> </ul> Die Gruppe der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel <p>Stellvertretend für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-04-13_Kurzdossier_Organophosphat-basierte_FSM_final.pdf">Gruppe der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel</a> hat das Gremium folgende Stoffe bewertet:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/tcpp">TCPP</a> (Tris(2-chlorisopropyl)phosphat und Reaktionsprodukte von Phosphoryltrichlorid mit 2-Methyloxiran), </li> <li>TCEP (Tris(2-chlorethyl)phosphat) und </li> <li>TDCP (Tris(1,3-dichlorisopropyl)phosphat)</li> </ul> <p>Die drei Substanzen sind vor allem als Weichmacher mit flammhemmender Wirkung in polyurethanhaltigen Erzeugnissen (z. B. in der Bau-, Textil-, Papier-, Möbel-, Automobilindustrie) vorhanden. Ebenso sind sie in Klebstoffen, Lacken, Farben und Beschichtungsmitteln enthalten.</p> <p>TCEP ist aufgrund der Reproduktionstoxizität als besonders besorgniserregende Substanz (Substance of Very High Concern) seit 2010 auf der ECHA-Kandidatenliste und seit 2012 auch im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe unter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a> enthalten (Annex XIV). In der EU wird TCEP daher nicht mehr als Flammschutzmittel verwendet, kann aber als Verunreinigung in anderen Flammschutzmitteln oder in importierten Erzeugnissen vorkommen.</p> <p>Durch ihre <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/persistenz">Persistenz</a> verbleiben diese Stoffe lange in der Umwelt. Darüber hinaus können sie sich durch ihre zum Teil ausgeprägte Mobilität im aquatischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oekosystem">Ökosystem</a> sowie im Wasserkreislauf bis in das Trinkwasser ausbreiten. Die Stoffgruppe weist darüber hinaus human- und ökotoxische sowie hormonelle Aktivität auf. Alle drei Stoffe kommen in Oberflächengewässern, Grund-, Roh- und Trinkwasser vor.</p> <p><strong>Deshalb sind chlorierte Organophosphat-Flammschutzmittel relevante Spurenstoffe:&nbsp;</strong></p> <ul> <li>Persistenz</li> <li>Teilweise Mobilität </li> <li>Humantoxizität (teilweise reproduktionstoxisch und krebserzeugend)</li> <li>Teilweise Ökotoxizität </li> <li>Endokrine Aktivität (sowohl in der Umwelt als auch im Menschen)</li> </ul> AHTN (Acetylhexamethyltetralin, Tonalid) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-05-29_Kurzdossier_AHTN_Final.pdf">AHTN (Tonalid)</a> ist eine polyzyklische Moschusverbindung und ein synthetischer Duftstoff. AHTN kommt in einer breiten Produktpalette zum Einsatz, darunter in Wasch- und Reinigungsmitteln, Körperpflegeprodukten, Lufterfrischern, Wachsen, Biozidprodukten, Textilien und Papier. Neben AHTN wurde 2022 bereits <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11536/dokumente/2023-04-14_kurzdossier_galaxolide_final.pdf">Galaxolid</a> als polyzyklische Moschusverbindung als relevant eingestuft.</p> <p>In Deutschland ist AHTN in Oberflächengewässern wie Flüssen und Seen nachweisbar. AHTN hat das Potential zur Bioakkumulation – das bedeutet, dass sich AHTN über die Zeit in Organismen und Umwelt anreichern kann. AHTN bindet außerdem an Schwebstoffe, an Sedimente am Gewässerboden und an Klärschlamm. Zudem liegen Hinweise auf Persistenz vor.</p> <p>AHTN ist als humantoxisch eingestuft, da es wahrscheinlich schädigende Effekte auf die Fortpflanzung und, bei wiederholter Aufnahme, auf die Schilddrüse ausüben kann. Ebenso ist AHTN sehr giftig für Wasserorganismen mit sowohl kurzfristiger als auch langfristiger Wirkung. Bei den in der Umwelt gemessenen Konzentrationen können auch subletale Effekte auf Wasserorganismen auftreten. Diese führen zwar nicht unmittelbar zum Tod, können aber Wachstum, Fortpflanzung oder Verhalten beeinträchtigen. Darüber hinaus kann AHTN in das Hormonsystem von aquatischen Organsimen eingreifen – zeigt also eine endokrine Aktivität.</p> <p><strong>Deshalb ist AHTN ein relevanter Spurenstoff:&nbsp;</strong></p> <ul> <li>Potential zur Bioakkumulation</li> <li>Hinweise auf Persistenz</li> <li>Humantoxizität</li> <li>Sehr giftig für Wasserorganismen (akut und chronisch)</li> <li>Endokrine Aktivität in der Umwelt</li> </ul> Dicyandiamid (DCD) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-07-08_Kurzdossier_DCD_FINAL.pdf">Dicyandiamid (DCD)</a> kommt unter anderem in Düngemitteln als Nitrifikationsinhibitor zum Einsatz. Als Düngemittelzusatzstoff soll DCD Nitratauswaschungen und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> klimaschädlicher Gase (Lachgas) aus dem Boden verringern. Die Anwendung ist in Deutschland durch die Düngemittelverordnung geregelt. Verlässliche Daten zu Produktions- und Einsatzmengen fehlen jedoch, da es kein öffentliches Register gibt. Darüber hinaus ist der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/stoff">Stoff</a> unter REACH registriert und kommt in hohen Tonnagen in pH-Regulatoren, Wasserbehandlungsprodukten, Laborchemikalien, Klebstoffen und Dichtungsmassen zum Einsatz.</p> <p>DCD gelangt unter anderem über die Düngung direkt in die Umwelt (umweltoffener Eintrag) und kann im Boden auch aus Kalkstickstoff gebildet werden. DCD wird regelmäßig in Oberflächengewässern nachgewiesen. Der Stoff ist sehr persistent und sehr mobil, wodurch er sich gut im Wasserkreislauf bis hin zu Roh- und Trinkwasserressourcen ausbreiten kann.</p> <p>Im Boden kann sich DCD zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11536/dokumente/2024-06-17_kurzdossier_guanylharnstoff_final.pdf">Guanylharnstoff</a> umwandeln – einem ebenfalls relevanten Spurenstoff, der toxisch für Fische sein kann.</p> <p><strong>Deshalb ist DCD ein relevanter Spurenstoff:&nbsp;</strong></p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/PMT-stoffe">Sehr persistent und sehr mobil </a></li> <li>Transformationsprodukt Guanylharnstoff</li> </ul> 3-Methylpyrazol (3-MP) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-07-08_Kurzdossier_3-MP_FINAL.pdf">3-Methylpyrazol (3-MP)</a> kommt in Deutschland vorwiegend als Synthesegrundstoff in Lacken zum Einsatz, ist aber auch wie DCD als Nitrifikationsinhibitor in Düngemitteln enthalten und damit über die Düngemittelverordnung geregelt. Auch für 3-MP gibt es keine verlässlichen Daten zu Produktions- und Einsatzmengen, da es kein öffentliches Register gibt.</p> <p>3-MP ist sehr persistent und sehr mobil. Damit hat der Stoff das Potential, sich ins Roh- und Trinkwasser auszubreiten. Darüber hinaus ist 3-MP humantoxisch: Der Stoff kann die Fortpflanzung beeinträchtigen (ist also reproduktionstoxisch) und kann bei wiederholter Aufnahme die Lunge schädigen. Zudem steht 3-MP im Verdacht, hormonell wirksam zu sein.</p> <p>Der Stoff gelangt über Düngemittel in die Umwelt, sowohl direkt als auch als Abbauprodukt des Nitrifikationsinhibitors MPA. Bisher findet man 3-MP nur selten in Gewässern. Allerdings gibt es nur wenige Untersuchungen und die Messmethoden müssen teilweise noch verbessert werden, um niedrigere Nachweisgrenzen zu erreichen.</p> <p>Die Anwendung in der offenen Umwelt sowie die verwendeten Mengen von 3-MP sind mit Pflanzenschutzmitteln vergleichbar. Aufgrund der humantoxischen Eigenschaften wäre 3-MP jedoch sehr wahrscheinlich nicht genehmigungsfähig, wenn es die Anforderungen der EU-Pflanzenschutzmittelverordnung erfüllen müsste. &nbsp;Weil humantoxische Risiken von 3-MP nicht ausreichend adressiert werden, deutet dies auf eine Lücke der gesetzlichen Vorgaben über das Inverkehrbringen von Nitrifikationsinhibitoren bzw. Düngemittelzusatzstoffen hin. Ein wirksamer Schutz von Umwelt und Gesundheit im Sinne des Vorsorgeprinzips ist derzeit nicht vollständig gewährleistet.</p> <p><strong>Deshalb ist 3-MP ein relevanter Spurenstoff:&nbsp;</strong></p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/PMT-stoffe">Sehr persistent, sehr mobil und humantoxisch </a></li> <li>Endokrine Aktivität</li> </ul> </p><p>Informationen für...</p>

Grüne Logistik - Workshops für kleine und mittlere Unternehmen

bifa wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit mit der Durchführung des Projekts IPP als Instrument des betrieblichen Klimaschutzes - eine Anleitung insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) beauftragt. Im Rahmen dieses Projekts werden u. a. acht Workshops mit Vertretern der Wirtschaft durchgeführt. Der erste Workshop fand bereits im Februar 2010 unter dem Motto Grüne Logistik: Visionen - Chancen - Risiken statt. Es nahmen 13 Unternehmer aus verschiedenen Bereichen der Logistik teil. Nach kurzen Impulsvorträgen zur Integrierten Produktpolitik und Grünen Logistik wurden in drei Arbeitsgruppen Möglichkeiten der Umsetzung von grüner Logistik im eigenen Unternehmen diskutiert und Ansatzpunkte gesucht, wie durch verstärkte Kooperation und Kommunikation die umweltbezogenen Vorteile der grünen gegenüber der normalen Logistik noch weiter ausgeschöpft werden können. Das äußerst heterogene Teilnehmerfeld wurde sehr positiv bewertet. So beschreibt ein Teilnehmer: Da waren ein Unternehmer mit eigenem Fuhrpark, ein kleiner mittelständischer Spediteur, ein großer mittelständischer Spediteur und ich aus der verladenden Wirtschaft. In der abschließenden Diskussion tauchte neben zahlreichen Ansatzpunkten zur Umsetzung immer wieder eine Frage auf: Was ist Green Logistics ? Wie können wir sie messen, was umfasst sie, wer nimmt daran teil und wer bezahlt sie? . Zur Abgrenzung der grünen gegenüber der normalen Logistik müssen Standards geschaffen werden, die den Unternehmen helfen, sich noch intensiver mit Möglichkeiten der Umweltentlastung im Bereich der Logistik auseinanderzusetzen. In einem weiterführenden Workshop im April 2010 setzten sich die Teilnehmer mit diesen Fragestellungen auseinander und erarbeiteten unter dem Titel Grüne Logistik: Standards generieren und umsetzen - aber wie? Vorschläge und Handlungsempfehlungen für die Praxis. Das IPP-Projekt ist für unterschiedliche Wirtschaftszweige von großem Interesse: So wurden weitere Workshops zu Themen wie Reach , Emissionen/ CDM , Bauwirtschaft und Recycling erfolgreich durchgeführt. Methoden: Analyse und Moderation sozialer Prozesse.

Forschergruppe (FOR) 5639: Land-Atmosphäre Feedback Initiative, Teilprojekt: Beobachtung und Untersuchung des Systems Land-Atmosphäre, der planetaren Grenzschicht und von Flüssen

Die Charakterisierung der Land-Atmosphäre (L-A)-Rückkopplung erfordert detaillierte Untersuchungen des Bodens, der Landbedeckung und der Atmosphäre bis hin zur unteren freien Troposphäre. Fast alle aktuellen Observatorien und Beobachtungsnetzwerke konzentrieren sich nur auf Teilkomponenten des L-A-Systems. Ziel des Projekts P1 der Forschungsgruppe Land-Atmosphäre Feedback Initiative (LAFI) ist es, am Land-Atmosphäre Feedback Observatorium (LAFO) der Universität Hohenheim ein umfassendes Feldprogramm auf heterogenem Agrarland zu realisieren, das diese Beobachtungslücken schließt. Dieses wird durch die Messungen von Profilen der Schlüsselvariablen in allen drei Kompartimenten und die Charakterisierung ihrer horizontalen Strukturen in einer heterogenen Landschaft ermöglicht. Darüber hinaus werden wir einen 20-Jahres-Datensatz analysieren, der am MOL-RAO des DWD gesammelt wurde und die wichtigsten L-A-Systemvariablen für die Ableitung statistischer Metriken, Oberflächenflüsse und die Schließung des Energiehaushalts mit besonderem Schwerpunkt auf Hitzewellen und Dürren abdeckt. Am LAFO werden wir über mindestens eine Vegetationsperiode (Frühling-Herbst 2025) eine General Operations Period (GOP) in Kombination mit fünf Intensiven Observations Periods (IOPS) durchführen, um L-A-Feedbackprozesse zu charakterisieren. Neben etablierten Messtechniken wie Flusskammern und Eddy-Kovarianz-Systemen sowie Doppler-Lidar-Systemen werden wir neue Techniken einsetzen. Dazu gehören Isotopensensoren zur Unterscheidung zwischen Verdunstung und Transpiration, faseroptische Sensoren im Boden, in der Vegetation und in der Prandtl-Schicht für Temperatur- und Windmessungen, die Messung von Profilen der Strahlung, der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Vegetation sowie unbemannte Luftfahrzeuge zur Kartierung von Landoberflächeneigenschaften und hochauflösende scannende Raman- und Differentialabsorptions-Lidarsysteme zusammen mit Doppler-Lidar-Systemen zur Ableitung dreidimensionaler turbulenter Eigenschaften der Oberflächenschicht und der atmosphärischen Grenzschicht mit besonderem Schwerpunkt auf Entrainment. P1 ist für alle anderen Projekte von unmittelbarer Bedeutung und dient als Schwerpunkt von LAFI. P2-P6 und P11 werden zur Sensorsynergie beitragen und die Daten unter verschiedenen wissenschaftlichen Aspekten analysieren. P7-P9 modellieren die gesamte GOP und verwenden die P1-Daten für Vergleiche von Feedback-Metriken und Prozessdarstellungen sowie für die Modellevaluation. P10 wird die P1-Daten mithilfe von Deep-Learning-Methoden analysieren. Die in P1 durchgeführten Messungen liefern die wesentliche Grundlage, um alle sechs Forschungsziele zu erreichen und alle Hypothesen von LAFI zu überprüfen. Ebenso stützen sich alle bereichsübergreifenden Arbeitsgruppen auf die Beobachtungen von P1. Durch das Design und die Durchführung der LAFI GOP und IOPs erwarten wir neue Erkenntnisse über L-A-Rückkopplungen und -Prozesse in Agrarlandschaften.

Forschergruppe (FOR) 5094: Dynamik des tiefen Untergrundes von Hochenergiestränden, Teilprojekt: Reaktiver Stofftransport

Durch DynaDeep wird ein Verständnis der Funktionsweise und Relevanz des Land-Meer Übergangs im Untergrund von Hochenergiestränden gewonnen werden. Wir nehmen an, dass dieser einen hoch dynamischen Bioreaktor und einzigartiges mikrobiologisches Habitat darstellt und Netto-Stoffflüsse in Richtung Meer stark beeinflusst. Um dieses Ziel zu erreichen werden sechs Teilprojekte gemeinsam Felduntersuchungen und experimentelle Arbeiten durchführen und diese mit mathematischen Modellen integrativ kombinieren. Die reaktiven Stofftransportprozesse in subterranen Ästuaren (subterranean estuary, STE) sind bislang nur wenig unter Zuhilfenahme numerischer reaktiver Transportmodellierung untersucht worden. In der Grundwasserforschung ist die reaktive Transportmodellierung ein unverzichtbares Werkzeug geworden, um die gekoppelten, nicht-linearen, und meist nicht intuitiv nachvollziehbaren hydrodynamischen und biogeochemischen Prozesse im Untergrund aufzulösen und zu quantifizieren. In Bezug auf den in DynaDeep postulierten hochdynamischen Bioreaktor ist die reaktive Stofftransportmodellierung eine Herausforderung, aber eben auch ein sehr vielversprechender Weg die verzahnten Prozesse unter Hochenergiestränden aufzulösen. Das hier vorgestellte Teilprojekt P6 soll die Forschungsgruppe in ihrer Aufgabe unterstützten die komplexen Zusammenhänge im STE unter dem Einfluss der extrem instationären Randbedingungen zu verstehen. Dafür werden in enger Zusammenarbeit und im ständigen Feedback mit den Projektpartnern (P1-P5) reaktive Transportmodelle entwickelt, welche die untersuchten Einzelprozesse und Effekte in den Laborversuchen, als auch das Verhalten des Gesamtsystems am Feldstandort so gut wie möglich wiedergeben können. Mit dem resultierenden Feldstandort-Modell werden die Effekte der Einzelprozesse auf das Gesamtsystem, als auch die Stoffflüsse in den Bioreaktor hinein und aus ihm heraus quantifiziert. In Zusammenarbeit mit Teilprojekt P1 soll das Modell dann in Hinblick auf DynaDeep Phase 2 für ein weites Spektrum möglicher und für Hochenergiestrände repräsentativer Standortbedingungen angewendet werden.

First-principles kinetic modeling for solar hydrogen production

The development of sustainable and efficient energy conversion processes at interfaces is at the center of the rapidly growing field of basic energy science. How successful this challenge can be addressed will ultimately depend on the acquired degree of molecular-level understanding. In this respect, the severe knowledge gap in electro- or photocatalytic conversions compared to corresponding thermal processes in heterogeneous catalysis is staggering. This discrepancy is most blatant in the present status of predictive-quality, viz. first-principles based modelling in the two fields, which largely owes to multifactorial methodological issues connected with the treatment of the electrochemical environment and the description of the surface redox chemistry driven by the photo-excited charges or external potentials.Successfully tackling these complexities will advance modelling methodology in (photo)electrocatalysis to a similar level as already established in heterogeneous catalysis, with an impact that likely even supersedes the one seen there in the last decade. A corresponding method development is the core objective of the present proposal, with particular emphasis on numerically efficient approaches that will ultimately allow to reach comprehensive microkinetic formulations. Synergistically combining the methodological expertise of the two participating groups we specifically aim to implement and advance implicit and mixed implicit/explicit solvation models, as well as QM/MM approaches to describe energy-related processes at solid-liquid interfaces. With the clear objective to develop general-purpose methodology we will illustrate their use with applications to hydrogen generation through water splitting. Disentangling the electro- resp. photocatalytic effect with respect to the corresponding dark reaction, this concerns both the hydrogen evolution reaction at metal electrodes like Pt and direct water splitting at oxide photocatalysts like TiO2. Through this we expect to arrive at a detailed mechanistic understanding that will culminate in the formulation of comprehensive microkinetic models of the light- or potential-driven redox process. Evaluating these models with kinetic Monte Carlo simulations will unambiguously identify the rate-determining and overpotential-creating steps and therewith provide the basis for a rational optimization of the overall process. As such our study will provide a key example of how systematic method development in computational approaches to basic energy sciences leads to breakthrough progress and serves both fundamental understanding and cutting-edge application.

Chemikalien in der Umwelt

<p> <p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p> </p><p>Wir kommen täglich mit Chemikalien wie z.B. Lösungsmitteln, Farben und Lacken, Haushaltchemikalien, Weichmachern und Flammschutzmitteln aus Kunststoffen in Berührung. Die von Chemikalien ausgehenden Gefahren betreffen uns alle. Um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor chemischen Substanzen zu schützen, trat 2007 die europäische Chemikalienverordnung REACH in Kraft.</p><p> <p>Die Europäische Union (EU) erfasst mit der Verordnung (EG) 1907/2006 über die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen - kurz <a href="https://echa.europa.eu/de/regulations/reach/understanding-reach">REACH-Verordnung</a> genannt - alle Chemikalien, die nicht in speziellen Gesetzen, wie z.B. der Biozid- oder Arzneimittelverordnung, geregelt werden. Unter REACH werden im Rahmen der Registrierung Daten zum Verbleib und zur Wirkung von Chemikalien auf Mensch und Umwelt gefordert. Besonders problematische Chemikalien können für bestimmte Verwendungen verboten oder zulassungspflichtig werden. Hersteller von Chemikalien sind für die sichere Handhabung ihrer Produkte verantwortlich und müssen garantieren, dass diese weder Gesundheit noch Umwelt übermäßig belasten. Chemikalien können bei der Gewinnung, Herstellung, Verarbeitung, in der Nutzungsphase von Produkten, beim Recycling und in der Entsorgungsphase in die Umwelt gelangen. Je nach Verwendungsbedingungen und chemisch-physikalischen Eigenschaften gelangen sie in Umweltmedien wie Luft, Grundwasser, Oberflächengewässer, Klärschlamm, Boden und somit auch in Organismen und ihre Nahrungsketten.&nbsp;</p> <p>Unter REACH werden besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert. Diese werden im Englischen „substances of very high concern“ (SVHC) genannt. Dazu gehören zum Beispiel Stoffe, die giftig und langlebig in der Umwelt sind und sich in Organismen anreichern (persistent, bioaccumulative and toxic – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pbt">PBT</a>), oder Stoffe, die giftig, persistent und mobil in der Umwelt sind (PMT Stoffe). Ebenfalls gehören Stoffe dazu, die auf das Hormonsystem wirken, die sogenannten Endokrinen Disruptoren. Dadurch kann die Entwicklung und die Fortpflanzung von Lebewesen geschädigt werden. Das Geschlechterverhältnis ganzer Populationen kann sich verändern. So können Vermännlichungen und Verweiblichungen sowie der Verlust der Fortpflanzungsfähigkeit auftreten. Im Folgenden sind beispielhaft Umweltkonzentrationen von einzelnen Stoffen bzw. Stoffgruppen aufgeführt, die das Umweltbundesamt unter REACH als besonders besorgniserregende Stoffe identifiziert hat:</p> <ul> <li>Bestimmte Nonylphenole und Oktylphenole wirken wie das Hormon Östrogen und gehören damit zu den hormonell wirksamen Stoffen in der Umwelt. Beide Stoffgruppen sind in europäischen Oberflächengewässern nachzuweisen. Die in Produkten ebenfalls eingesetzten Ethoxylate der Nonyl- und Oktylphenole werden zudem in Kläranlagen und Gewässern zu den entsprechenden Nonyl- bzw. Oktylphenolen abgebaut und erhöhen dadurch den Umwelteintrag. Die Verwendung von Nonyl- und Oktylphenolethoxylaten ist in der EU zulassungspflichtig, d.h. sie dürfen nur noch verwendet werden, wenn keine Freisetzung in die Umwelt stattfindet oder der gesellschaftliche Nutzen der Verwendung die Risiken übersteigt und es keine Alternativen für diese Verwendungen gibt. Ein Eintragspfad in die Umwelt scheint das Waschen von außerhalb der EU eingeführten Textilien zu sein, die mit Nonylphenolethoxylaten behandelt wurden. Beim Waschen gelangen diese Substanzen über das Abwasser in die Kläranlagen und dann in die Umwelt (siehe Tab. „Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland“). Eine <a href="https://www.echa.europa.eu/documents/10162/7dcd73a4-e80d-47c5-ba0a-a5f4361bf4b1">Beschränkung</a>, die den Eintrag dieser Stoffe in die Umwelt über importierte Produkte reduzieren soll, wurde von der Europäischen Kommission beschlossen und trat nach einer Übergangsfrist im Februar 2021 in Kraft. Aktuell wird auf europäischer Ebene eine Strategie erarbeitet, wie sich die ganze große Gruppe der Alkylphenole, zu der auch das Nonylphenol und das Oktylphenol gehören, regulieren lässt.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.png"> </a> <strong> Tab: Konzentrationen von Nonylphenolen und Oktylphenol in Oberflächengewässern in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (47,35 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_konz-nonyl-oktylphenol_ofg_2017-05-29.xlsx">Tabelle als Excel (229,84 kB)</a></li> </ul> </p><p> Prüfen der Umweltwirkung von Chemikalien <p>Das Umweltbundesamt (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) bewertet bei der gesetzlichen Stoffprüfung von Chemikalien, wie diese Stoffe auf die Umwelt wirken. Das UBA führt dabei in der Regel keine eigenen Untersuchungen durch. Es prüft die von Antragstellern eingereichten Daten, sowie die wissenschaftliche Literatur zu Umweltwirkungen und bewertet dann die Risiken für die Umwelt. Bestimmte Chemikalienwirkungen wie zum Beispiel Einflüsse auf die Ozonschicht und auf das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> werden in gesonderten gesetzlichen Regelungen behandelt.</p> <p>Die jeweiligen gesetzlichen Stoffregelungen geben vor, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die eine Chemikalie oder ein Präparat auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen (siehe Tab. „Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen – <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>-Chemikalien“). Im Rahmen des noch laufenden „REACH-Review“ Prozesses ist geplant, in Zukunft neue Tests und Endpunkte in den Standartdatensätzen, die bei der Markteinführung vorgelegt werden müssen, zu ergänzen. Damit sind dann z.B. Daten zu der endokrinen Wirkweise von Chemikalien von Anfang an verpflichtend und erlauben den Behörden eine effizientere Bewertung von Substanzen hinsichtlich dieses Gefahrenpotenzials.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.png"> </a> <strong> Tab: Überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen: REACH-Chemikalien </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (62,50 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_tab_ueberblick-testanford-reach_2019-03-18.xlsx">Tabelle als Excel (231,89 kB)</a></li> </ul> </p><p> Öffentlich zugängliche Daten zu Chemikalienwirkungen <p>Daten zu Wirkungen von Chemikalien sind über verschiedene Datenbanken zugänglich.&nbsp;</p> <ul> <li>Das Informationssystem Chemikalien des Bundes und der Länder (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/">ChemInfo</a>) enthält neben Daten zur Wirkung von Chemikalien auch weitere Informationen zu physikalisch-chemischen Eigenschaften sowie darüber, wie ihre Verwendung gesetzlich geregelt ist.</li> <li>Die Europäische Chemikalienagentur ECHA hält auf ihrer Website Informationen zu jenen Chemikalien bereit, die Unternehmen nach den Vorgaben der europäischen Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von chemischen Stoffen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>) registriert haben (Stoffeigenschaften, Wirkungen).</li> <li>Das Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele (<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/etox">ChemInfo ETOX</a>) des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über ökotoxikologische Eigenschaften von Chemikalien sowie über Umweltqualitätsziele für Gewässer.</li> <li>Das Informationssystem Rigoletto des Umweltbundesamtes informiert Bürgerinnen und Bürger über die Einstufung einer Chemikalie in eine Wassergefährdungsklasse.</li> <li>Über das eChem-Portal der Organisation für wirtschaftliche Entwicklung und Zusammenarbeit (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oecd">OECD</a>) hat die Öffentlichkeit Zugriff auf internationale Datenbanken zu Chemikalienwirkungen.</li> <li>Auf der Internetseite der Europäischen Kommission kann jedermann die Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden.</li> </ul> </p><p> Chemikalien in der Europäischen Union <p>Wie viele verschiedene Chemikalien verwendet werden, ist nicht bekannt. Im Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis (Classification Labeling &amp; Packaging-Verordnung) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) sind (Stand 2026) um die 350.000 Stoffe verzeichnet. Dazu kommen noch Stoffe für die keine Meldepflicht ins Verzeichnis besteht (insbesondere nicht nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a> registrierungspflichtige Stoffe soweit diese nicht als gefährlich im Sinne der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-VO einzustufen sind).</p> <p>Bis zum Jahr 2018 mussten Chemikalienhersteller und -importeure schrittweise fast all jene Chemikalien registrieren, von denen sie innerhalb der Europäischen Union (EU) mehr als eine Tonne jährlich herstellen oder in die EU einführen. Bis zum 02.08.2026 wurden 23.434 verschiedene Stoffe bei der ECHA in Helsinki registriert bzw. gelten als registriert. Deutsche Unternehmen haben davon 12.096 Stoffe (mit-)registriert (ECHA-Registrierungsstatistik).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Gestern PCBs - heute PFCs und bromierte Flammschutzmittel - und morgen?

Mit dem Stockholmer Übereinkommen begann im Jahre 2004 die weltweite Regulierung von persistenten organischen Schadstoffen (POPs). Trotz beschlossener Verbote und Einschränkungen stellen POPs immer noch eine Herausforderung für das Chemikalienmanagement dar. Teils hohe Altbestände in Erzeugnissen, Schwierigkeiten bei der Erfassung und fachgerechten Entsorgung POP-haltiger Abfallströme und die Substitution von POPs durch ebenfalls problematische Ersatzstoffe zählen dazu.Im Forschungsprojekt wurden Möglichkeiten für ein effektiveres und stärker vorausschauend ausgerichtetes Management dieser Stoffe untersucht. Die Analysen und Empfehlungen beziehen sich auf drei zentrale Aspekte des Managements von POPs: die Kriterien zur Identifizierung von POPs, die regulatorischen Maßnahmen unter der Stockholm-Konvention sowie zusätzliche unterstützende Aktivitäten der Chemikalienpolitik.

Total suspended matter, particulate organic matter and particulate inorganic matter from discrete water samples during RV MARIA S MERIAN cruise MSM129/1

This dataset was collected during the cruise MSM129/1 with RV MARIA S. MERIAN from Warnemünde, Germany to St. John's, Canada. It contains suspended particulate matter, particulate organic matter and particulate inorganic matter measurements [mg/l] from water samples collected from the seawater supply (Reinseewassersystem, RSWS) to calibrate the turbidity data of the RSWS system. The outflow of a PocketFerrybox that was connected to the seawater supply in the hangar was used for sampling. It takes a substantial amount of time for the water to reach the hanger from the intake point. The time delay between the sensor readings of the RSWS and the PocketFerrybox was determined and the timestamps of the water sampling were adjusted accordingly. Given latitute and longitude refer to this corrected timestamp. The original time of water sampling in the hangar is given as an additional column with the comment time of sampling. To obtain suspended particulate matter concentrations, water samples were filtered onboard through 0.7 μm pore size, glass fiber filters (Whatmann GF/F, 47 mm) under low vacuum. Filters were frozen immediately at -80 °C until gravimetric analysis in the laboratory at ICBM, Wilhelmshaven according to IOCCG recommendations.

Chlorophyll a and phaeophytin a measurements from discrete water samples during RV MARIA S. MERIAN cruise MSM129/1

This dataset was collected during the cruise MSM129/1 with RV MARIA S. MERIAN from Warnemünde, Germany to St. John's, Canada. It contains chlorophyll-a measurements [µg/l] from water samples collected from the seawater supply (Reinseewassersystem, RSWS) as well as from three CTD casts to calibrate the fluorometers of the RSWS system and the CTD, respectively. The outflow of a PocketFerrybox that was connected to the seawater supply in the hangar was used for sampling. It takes a substantial amount of time for the water to reach the hanger from the intake point. The time delay between the sensor readings of the RSWS and the PocketFerrybox was determined and the timestamps of the water sampling were adjusted accordingly. Given latitute and longitude refer to this corrected timestamp. The original time of water sampling in the hangar is given as an additional column with the comment time of sampling. To obtain chl-a concentrations, water samples were filtered onboard through 0.7 μm pore size, glass fiber filters (Whatmann GF/F) under low vacuum. Filters were frozen immediately at -80 °C until extraction in laboratory by 90% acetone method. Concentrations were calculated from fluorescence measured with a pre-calibrated Turner Design TD 7200-02 laboratory fluorometer (EPA445.0, Turner Manual).

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